冲压模具设计论文.doc

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1、日日照照职职业业技技术术学学院院 毕业设计毕业设计 系系 部部 机电工程学院 专专 业业 名名 称称 模具设计与制造 班班 级级 姓姓 名名 学学 号号 指指 导导 教教 师师 2012 年 6 月 9 日 日照职业技术学院毕业设计 1 摘要 这次设计的是一次成型的落料-冲孔复合模。通过学习了冲压与模具设计等相关专 业书之后，我自己自行设计的一套集落料-冲孔-拉深-切边的模具。本次设计的目的不 是检验产品是否能够使用，而是掌握如何来设计模具，了解模具设计的关键所在，因 为本人是第一次设计模具，所以这次论文是基于我的经验和基础和在指导老师以及同 学的帮助下完成的，从零件工艺的分析到确定工艺方按，

2、然后到模具设计步骤，最后 装配成一套模具。针对凸凹模，复合模的结构特点，采用基于参数化的自动和交互设 计相结合的方法对凸凹模进行了设计。为实现凸凹模结构的CAD系统商品化，适用化奠 定了基础。 Summary This time design of model once of fall to anticipate- hurtle the bore - slice the compound mold in side.Passed to study to wash to press after designing with molding tool the related profession i

3、n etc. book, myself design by oneself a set of to gather to fall to anticipate- hurtle the bore- pull deep- slice the molding tool of the side. The purpose of this design is not a key to examine the product whether can use, but control how come to design the molding tool, understand the molding tool

4、 design place, because oneself design the molding tool for the first time, so this time the thesis is a help to base on my experience with the foundation with at guide teacher and classmates to descend to complete of, analyze the certain craft from the spare parts craft the square press, then arrive

5、 the molding tool the design the step, assembling finally a set of molding tools.Aim at the convex and cave mold, the construction characteristics of the compound mold, adopt according to the auto that parameter turn with hand over to designed the method that combine together to proceed the design t

6、o the convex and cave mold with each other 日照职业技术学院毕业设计 2 目目 录录 1 绪 论 .1 2 带孔中字形零件冲压工艺分析 2 2.1 零件结构 2 2.2 尺寸精度 2 2.3 材料分析 2 3 冲压工艺方案确定 3 3.1 冲裁工艺方案的确定 3 3.1.1 冲裁工艺方法的选择 3 3.1.2 冲裁顺序的安排 3 4 模具总体结构的确定 5 4.1 送料方式的确定 5 4.2 定位方式的选择 5 4.3 卸料、出件方式的选择 5 4.4 导向方式的选择 5 5.1 排样方案的确定 6 5.1.1 搭边值的确定 6 5.1.2 条料宽度的

7、确定 7 5.1.3 材料利用率 7 5.2 冲裁力的计算 8 5.2.1 卸料力、推料力的计算 8 5.2.2 总冲裁力的计算 8 5.3 初选压力机 8 5.4 压力中心的计算 8 6 凸、凹模刃口尺寸计算 9 6.1 模具刃口尺寸的计算方法 9 6.2 模具刃口尺寸的计算 9 6.3 模板的尺寸 .10 7 总装二维图 .11 总结 .14 致 谢 15 参考文献 .16 附件图纸 . 日照职业技术学院毕业设计 1 绪 论 冲压加工在汽车、电子、电器、仪表、航空和航天产品及日用品生产 中得到了广泛的应用。20 多年来，我国工业发展迅速，产品更新换代快。 冲压模具设计与制造的课程设计的目的

8、是陪养学生对冲压工艺规程编 制方法、掌握应用现代化设计手段和运用 CAD/CAM 软件设计中等复杂程度 的冲压模具、编制模具零件的加工工艺和程序并能数控机床进行加工。 冲压件的生产过程一般都是从原材料剪切下料开始的，经过各种工序和其 他必要的辅助工序加工出图纸要求的零件，对于某些组合冲压和精度要求 较高的冲压件，还需要经过切削、焊接或铆接等加工才能完成。进行冲压 模具设计与制造就是根据已有的生产条件，综合考虑影响生产过程顺利进 行的各方面的因素，合理安排零件生产工序，最优的选用并确定各工艺参 数 ，合理设计模具结构、选择加工方法和设备等。本次设计的是一副落 料-冲孔-拉深-切边复合模，这次设计

9、是在老师认真、耐心的指导下进行 的，是在对模具的经济、模具的寿命、生产周期及生产成本等因素进行了 全面的仔细的分析下而进行设计的。由于初次设计，水平有限，毕业设计 中不妥和错误之处在所难免，还请老师同学多提宝贵意见，以便得以修正， 以臻完善，则不盛感激。 日照职业技术学院毕业设计 2 2 带孔中字形零件冲压工艺分析 图 1-1 制件图 2.1 零件零件结结构构 零件结构简单对称，无尖角，对冲裁加工较为有利。零件中部有一圆形孔，孔的 尺寸为 30mm，满足冲裁最小孔径的要求。另外，经计算孔距零件外 min dmm20 . 1t 形之间的最小孔边距为 25mm，满足冲裁件最小孔边距 lmin1.5

10、t=3mm 的要求。所以该 零件的结构满足冲裁的要求。 2.2 尺寸精度尺寸精度 零件上有 4 个尺寸标注了公差要求，由公差表查得其公差要求都属 IT13，所以普 通冲裁可以达到零件的精度要求。对于未注公差尺寸属于自由尺寸，按 IT14 精度等级 查表 2-3，普通冲裁完全能满足要求。 2.3 材料分析材料分析 根据分析，08 钢为普通碳素结构钢，具有良好的塑性、焊接性以及压力加工性， 主要用于工程结构和受力较小的机械零件。综合评比均适合冲裁加工。 日照职业技术学院毕业设计 3 3 冲压工艺方案确定冲压工艺方案确定 3.1 冲裁工冲裁工艺艺方案的确定方案的确定 在冲裁工艺分析和技术经济分析的基

11、础上，根据冲裁件的特点确定工艺方案。工 艺方案分为冲裁工序的组合和冲裁顺序的安排。 3.1.1 冲裁工冲裁工艺艺方法的方法的选择选择 冲裁工序分为单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁三种。 单工序冲裁是在压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁。 复合冲裁是在压力机一次行程内，在模具的同一位置同时完成两个或两个以上的 冲压工序。 级进冲裁是把冲裁件的若干个冲压工序，排列成一定的顺序，在压力机的一次行 程中条料在冲模的不同位置上，分别完成工件所要求的工序。 复合模的特点是生产效率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，板料的定 位精度要求比级进模低，冲模的轮廓尺寸较小。由于零件的生产要求的是大批量生产

12、、 零件的尺寸较小且结构较复杂，制造相对比较难，为提高生产率，根据上述方案分析、 比较、宜采用复合模。复合模又分正装和倒装，正装复合模的特点是冲孔废料由凸凹 模中推出，而倒装复合模的废料直接由凸模从凸凹模内孔推出。显然，后者操作方便， 根据以上分析，宜采用倒装复合冲裁工艺方案。 3.1.2 冲裁冲裁顺顺序的安排序的安排 零件为落料冲孔件，可提出的加工方案如下: 方案 1：先落料，后冲孔。采用两套单工序模生产； 方案 2：落料冲孔复合冲压，采用复合模生产； 方案 3：冲孔落料连续冲压，采用级进模生产。 方案 1 模具结构简单，但需要两道工序、两套模具，生产效率低，零件精度较差， 在生产批量较大的

13、情况下不适用。 方案 2 只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。尽 管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状较简单，模具制造并不困难。 方案 3 也只需一副模具，生产效率也很高，但与方案 2 比较生产的零件精度稍差。 日照职业技术学院毕业设计 4 欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造、装配较复合模略 显复杂。 通过比较三个方案，满足冲裁加工的要求，所以综上采用复合模生产，即采用方 案 2：落料冲孔复合模。 日照职业技术学院毕业设计 5 4 模具总体结构的确定模具总体结构的确定 4.1 送料方式的确定送料方式的确定 根据零件的生产批量及模具类型确

14、定，可采用自动送料方式。 4.2 定位方式的定位方式的选择选择 定位包含控制送料进距的挡料和垂直方向的导料等。由于选择毛坯的是条料，零 件的精度较高，且采用自动送料方式，所以可以采用固定挡料销进行送料方向的定位， 采用导料销进行垂直方向的导料。 4.3 卸料、出件方式的卸料、出件方式的选择选择 刚性卸料是采用固定卸料板结构。常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁 后卸料。 弹性卸料具有卸料与压料的双重作用，主要用在冲压料厚在 2mm 以下的板料，由 于有压料作用，冲裁件比较平整。弹压卸料板与弹性元件、卸料螺钉组成弹压装置。 因为工件料厚为 2mm，卸料力一般，可采用弹性卸料装置。又因为采用推

15、件块，利 用模具的开模力来推工件，既安全又可靠。即采用刚性装置取出工件。 4.4 导导向方式的向方式的选择选择 结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工件质量，采用中间导柱模架， 操作者可以看见条料在模具中的送进动作。 日照职业技术学院毕业设计 6 5 零件工艺计算零件工艺计算 5.1 排排样样方案的确定方案的确定 分析零件形状，零件初定的排样方式有图两种。 5.1.1 搭搭边值边值的确定的确定 从节省材料出发，搭边值应愈小愈好。但过小的搭边容易挤进凹模，降低模具寿 命，并且也影响冲裁件的剪切表面质量。一般来说，搭边值是由经验和查表来确定的。 查表搭边查表搭边 a a 和和 a a1 1

16、数值数值 根据此表和工件外形可知 L50mm，可确定搭边值 a 和 a1，a 取 2.2mm，a1取 2.5mm，较为合理。 日照职业技术学院毕业设计 7 5.1.2 条料条料宽宽度的确定度的确定 根据模具的结构不同，可分为有侧压装置的模具和无侧压装置的模具，侧压装置 的作用是用于压紧送进模具的条料（从料带侧面压紧） ，使条料不至于侧向窜动，以利 于稳定地加工生产。本套模具无导料板为无侧压装置。故按下式计算： 条料宽度： B-0=（Dmax+2a1+C）-0 式中：Dmax条料宽度方向冲裁件的最大尺寸； a1侧搭边值， 条料宽度的单向（负向）偏差， C导料板与最宽条料之间的间隙， 所以根据以上

17、理论数据由公式得出： 00 0 1 1 21802 2.5 1 0.5188BDacmm 5.1.3 材料利用率材料利用率 关于材料利用率，可用下式表示： =100% BS A 式中：A 一个步距内冲裁件的实际面积； B 条料宽度； S 步距。 根据上述斜排、横排两个式子的计算对比，可确定斜排的材料利用率比横排的材 料利用率高，所以排样方式选图斜排，为较合理的排样方式。零件排样图如图所示。 日照职业技术学院毕业设计 8 5.2 冲裁力的冲裁力的计计算算 Fp=KptL 式中:材料抗剪强度，见附表（MPa） ； L冲裁周边总长（mm） ； T材料厚度（mm） ； 此例中零件的周长为 562.54

18、33mm，材料厚度 2mm，08 钢的抗剪强度取 320MPa，则 冲裁该零件所需冲裁力由公式得： =1.32562.5433320=469kN FKtL 5.2.1 卸料力、推料力的卸料力、推料力的计计算算 模具采用弹性卸料装置和推件结构，凹模型口直壁高度 h=10mm，其中 KX 和 KT 查 出为 0.06 和 0.07，所需卸料力 FQ和推件力 FQ1为： FQ=KF=0.06469=28.14kN FQ1=NK1F=50.07469=164.15kN (K1=0.07，n=h/t=10/2=5) 5.2.2 总总冲裁力的冲裁力的计计算算 F 总=F+FQ+FQ1=(469+28.14

19、+164.95)kN=661.29KN 5.3 初初选压选压力机力机 由表初选设备为开式压力机 J2380,其主要技术参数如下： 公称压力：800kN滑块行程：130mm 最大闭合高度：380mm闭合高度调节量：60mm 滑块中心线到床身距离：200mm工作台尺寸：540mm800mm 工作台孔尺寸：200mm290mm模柄孔尺寸：60mm75mm 垫板厚度：60mm 5.4 压压力中心的力中心的计计算算 分析本制件图可知，该图关于 X 轴、Y 轴对称，内、外轮廓均为中心对称。所以压 力中心在零件几何中心。 日照职业技术学院毕业设计 9 6 6 凸、凹模刃口尺寸计算凸、凹模刃口尺寸计算 6.1

20、 模具刃口尺寸的模具刃口尺寸的计计算方法算方法 凸、凹模刃口尺寸的计算与加工方法有关，基本上可分为两类。 （1）凸模与凹模分开加工。这种方法主要适用于圆形或形状简单的冲裁件。采用 这种方法时，要分别标注凸模和凹模刃口尺寸与制造公差，同时，为保证一定的间隙， 模具的制造公差必须满足下列条件： Zmax-Zmin （2）凸模与凹模配合加工。先加工基准件，然后非基准件按基准键配作，加工后 的凸模和凹模不能互换。通常落料件选凹模为基准模，冲孔件选凸模为基准模。多用 于冲裁件的形状复杂、间隙较小的模具。 6.2 模具刃口尺寸的模具刃口尺寸的计计算算 （1） 第一类尺寸凸模或者凹模磨损后会变大的尺寸 落料

21、凹模或者冲孔凸模磨损后制件尺寸将会增大的尺寸，相当于简单形状的落料 凹 模尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的方法是： 4 max 0 j Ax A （2）第二类尺寸凸模或者凹模磨损后会减小的尺寸 落料凹模或者冲孔凸模磨损后制件尺寸将会减小的尺寸，相当于简单形状的冲孔 凸模尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的确定方法如下： 0 min 4 j BBx （3）第三类尺寸凸模或者凹模磨损后基本不变的尺寸 凸模或凹模磨损后制件尺寸基本不变的尺寸，不必考虑磨损的影响，相当于简单 形状的孔心距尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的确定方法如下： min 11 28 j CC 查表得 Zmin=0.246，Zma

22、x=0.360。查表中刃口磨损系数得 X=0.75。 未注公差等级按 IT13 级，查表 6-2 得工件凹模基本尺寸为： ，,，。 0 0 50 0 0 35 0 0 9 95 0 0 30R 0 0 30 0 63 0 63 120 0 0 46 79 9 日照职业技术学院毕业设计 10 对应凹模尺寸为 0 0 0975 0 0 500 75 049 71 0 0 0975 0 0 350 75 034 71 0 0 055 0 0 9 950 75 09 785 0 0 0825 0 0 300 75 029 75 = 0 25*0 46 0 79 90 75*0 46 0 115 0 7

23、9 555 落料凸模的基本尺寸与凹模相同，凸模刃口尺寸与落料凹模刃口实际尺寸配制， 保证间隙在 0.2460.360mm 之间。 综上确定落料凸模： 对应凸模尺寸为 0 0 30 0 0 0 0825 0 300 75 030 25 冲孔凹模的基本尺寸与凸模相同，凹模刃口尺寸与冲孔凸模刃口实际尺寸配制， 保证间隙在 0.2460.360mm 之间。 6.3 模板的模板的尺寸尺寸 复合模模板包括：上模座、垫板、上夹板、凹模、内脱板、外脱板、凸模、下模 板、下模座， 详细尺寸见附件图纸 故：模具闭合高为 209mm 日照职业技术学院毕业设计 11 7.9 总总装二装二维图维图 在综合理论的计算尺寸

24、、装配尺寸以及加工尺寸等所有信息后，将各部件的尺寸 进行建模，所有部件完成后，按装配条件对所有部件进行装配的模型创建，如图所示： 日照职业技术学院毕业设计 1 总结总结 设计是源头，设计虽然只占模具成本的 10%左右，却决定了整个模具成本的 70%80%。所以，在设计时详尽地考虑了模具结构，考虑提高生产率，如何方便维修。 但是，又不能完全依赖于设计，在实际生产中要具体问题具体分析，根据实际状况进 行模具调整也是必需的。在生产中模具的维修、保养也是很重要的。在模具维修时， 应该多注意细节，找出根本原因，针对其维修。在拆装模具时，要认真仔细，以防损 伤模具。定期的维护、保养也可以大大提高模具寿命。

25、 在这次的毕业设计中，我综合了三年多来所学的所有专业知识，认真对待，刻苦 钻研。不仅使自己的专业技能有所发挥并且掌握的更为熟练，也加强了在大学阶段所 学专业理论知识的巩固。这使我获益匪浅。 在做毕业设计的过程中，设计和绘图等方面遇到了一些问题，经过老师和同学的 指导帮助，再加上自身不懈的努力，问题得到了及时解决。这次的毕业设计使我对冷 冲压模具设计有了更近一步的认识，在模具设计过程中，不仅把大学三年所学到机械 方面的知识加深了，还学会了查找有关书籍和资料，并且能够把各门专业课程灵活的 运用到设计中去。 日照职业技术学院毕业设计 1 致致 谢谢 通过这次模具设计，本人在多方面都有所提高。通过这次

26、毕业设计，综合运用本 专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次冷冲压模具设计工作的实际训练从而培 养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了冷冲压模具设计等课程所学的内容，掌握 冷冲压模具设计的方法和步骤，掌握冷冲压模具设计的基本的模具技能懂得了怎样分 析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了模具的基本结构，提高了计算能力，绘 图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能 力也有了提高。 在这次设计过程中，体现出自己单独设计模具的能力以及综合运用知识的能力， 体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄 弱环节，从而加以弥补。 在此感谢我

27、的张海军老师他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的 榜样；他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。 同时感谢对我帮助过的同学们。 由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教,我十分 的乐意接受你们的批评与指正，本人将万分感谢。 日照职业技术学院毕业设计 1 参考文献参考文献 1冷冲模设计丁松聚丁主编-北京机械工业出版社 2冷冲压模具设计手册 3模具制造与设计简明手册 4 互换性与测量技术基础-长沙湖南大学出版社1998.10 5 金属材料及热处理丁仁亮主编北京机械工业出版社 5 机械制图教科书李澄等主编 高等教育出版社 7 模具制造工艺教科书华北航天工业学院孙凤勤主编 机械工业出版社